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        水工專業(yè)浸潤線計(jì)算的理論分析

        2015-10-21 19:28:42姜連超
        今日湖北·下旬刊 2015年4期
        關(guān)鍵詞:實(shí)用性

        姜連超

        摘 要 通過已知水庫以及土石壩資料,根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況相同的特點(diǎn),將壩體分為若干段,應(yīng)用達(dá)西定理解決土壩滲流問題,用簡易的Excel計(jì)算,得出該土石壩的浸潤線方程。本文為實(shí)踐教學(xué)提供數(shù)據(jù)和理論支撐,保證了水工教學(xué)的實(shí)用性。

        關(guān)鍵詞 達(dá)西定理 浸潤線 實(shí)用性

        土石壩的滲流計(jì)算主要確定壩體的浸潤線的位置,為壩體的穩(wěn)定分析和布置觀測設(shè)備提供依據(jù);同時(shí)確定壩體與壩基的滲透流量,以估算水庫的滲漏損失,而且還要確定壩體和壩基滲流區(qū)的滲透坡降,檢查產(chǎn)生滲透變形的可能性,以便取適合的控制措施。

        一、斜墻土石壩浸潤線計(jì)算

        (一)已知材料

        水庫水位

        (1)正常蓄水位 475.50m

        (2)設(shè)計(jì)洪水位(P=1%)480.00m

        (3)校核洪水位(P=0.1%). 481.00m

        (4)汛期運(yùn)行水位 472.00m

        (5)極限死水位 467.00m

        2、擋水壩下游水位

        (1)設(shè)計(jì)洪水位 458.70m

        (2)校核洪水位 460.30m

        (3)正常尾水位 452.00m

        (4)最高尾水位 450.00m

        上游壩坡坡率為:1:2.5

        下游壩坡坡率為:1:2.25

        (二) 計(jì)算示意圖(圖1)

        (三) 基本公式

        根據(jù)達(dá)西定理,假定任一鉛直過水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等,可推出公式:

        式中S為浸潤線的水平投影長度,m;H1為上游水深,m;為下游水深,m;H1為滲透系數(shù),其中k1=0.3,k2=0.01;m1為大壩上游坡率,m1=2.5;m2為棱體排水內(nèi)側(cè)坡率,m2=1;h為溢出點(diǎn)高度,%a為斜墻與壩底夾角,。

        其中s=d-m1H1+e;e=(0.5~0.6)h;%d=。

        (四)浸潤線計(jì)算

        使用CAD軟件,根據(jù)已知條件繪制大壩剖面簡圖,式中,%]值,%a值,d值都由圖上直接量出,單寬流量q值由Excel表格試算得出。帶入浸潤線方程y2=h2-x中,得出浸潤線方程,最終計(jì)算表格如表1:

        通過以上計(jì)算,即可求出該土石壩在正常水位,設(shè)計(jì)水位以及校核水位下的浸潤線方程,從而進(jìn)行接下來的滲流穩(wěn)定分析。

        二、結(jié)論

        通過以上計(jì)算分析可知,這種浸潤線的計(jì)算方法,充分體現(xiàn)了CAD制圖和Excel表格在水力學(xué)計(jì)算中的實(shí)際應(yīng)用,計(jì)算方法簡單,而且可以使學(xué)生得到充分的練習(xí),保證了學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中可以合理利用軟件,保證了水工教學(xué)的實(shí)用性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李偉.水力計(jì)算手冊(cè)[M].北京:中國水利水電出版社,2006.

        [2]李序量主編.中專教材水力學(xué)[M].水利電力出版社,1991.

        (作者單位:黑龍江省水利工程技術(shù)學(xué)校)

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